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摘要：锅炉运行期间发现锅炉噪音升高，补水量略升。停炉后检查发现，炉右侧37米左右出现漏点，开展水冷壁泄漏分析工作。根据试验检测结果，认为#1炉水冷壁泄漏的直接原因为：吹灰器吹灰过程中蒸汽带水和吹灰后冷凝水共同作用，导致水冷壁鳍片产生了热疲劳裂纹，裂纹扩展至水冷壁管致使其失效。控制好除灰器喷口至管子表面距离与方位，加强吹灰过程管理可以预防此类问题发生。对火力发电厂电站锅炉安全运行具有指导意义。
关键词：水冷壁管；短伸缩式吹灰器；热疲劳裂纹；泄露；措施
2018年9月15日，热工人员在电子间检查中，发现某电厂660MW电站#1锅炉炉管泄露报警装置异常，测点在在冷灰斗部位，噪音达到40分贝（不超报警值60分贝，但平时在20分贝），汇报主管部门。9月16日晚，#1机组停运，对锅炉进行检查，发现从左侧墙水冷壁37.4米处向下滴水。漏点位于IR32炉膛吹灰器孔处。泄漏处位于吹灰孔正下方，初步判断为下部泄露，吹到上方。上方又吹向下方，造成下部15根管子有吹损痕迹。之后检查其他吹灰孔处的管排，发现同该处吹灰器孔处相类似的迹象，共有5处。
#1机组为660MW超超临界参数燃煤汽轮发电机组，锅炉为DG2060/26.15-Ⅱ2超超临界参数变压运行直流炉、单炉膛、前后墙对冲燃烧、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型布置，2015年2月投产，累计运行时间22600小时。IR32炉膛吹灰器为短伸缩式，型号为。水冷壁材质SA-213T2，规格为φ38.1×7.5。为找出泄漏原因并提出解决措施，对管子进行了失效分析。
1宏观检查
由图1可见，近水冷壁端的吹灰器套筒内可见明显龟形裂纹，局部带龟形裂纹区域缺失，水冷壁及鳍片表面无明显冲刷磨损痕迹。鳍片中心部位已变形、开裂，并有多条裂纹由鳍片向四周的水冷壁管延伸，个别裂纹尖端已延伸至水冷壁管壁，并穿透管壁，造成水冷壁泄漏。据现场检查反馈情况，多处吹灰孔附近套筒、鳍片和水冷壁管子均有类似裂纹特征。
图4 水冷壁管金相组织形貌 铁素体+珠光体 珠光体组织未见明显球化
5原因分析
宏观检查发现，裂纹由鳍片向四周的水冷壁管延伸，个别裂纹尖端已延伸至水冷壁管壁，并穿透管壁，裂纹呈周向扩展。主要合金成分分析和硬度检测结果符合标准要求。金相组织为等轴状铁素体和聚集状珠光体，表明水冷壁管组织状态为正常回火态，材质未发生明显变化。
裂纹尖端圆钝，内部充满腐蚀产物，结合宏观检查认为裂纹为热疲劳裂纹。热疲劳是在反复加热和冷却作用下，即经受温度急剧交变，部件内部产生较大的热应力，由于热应力的反复作用，造成了塑性变形损伤累积，从而产生裂纹，导致破坏。取样管位于吹灰器附近，为高热负荷区域。经了解，吹灰器吹灰蒸汽存在带水现象（可能是冷凝水），其蒸汽温度必定远低于水冷壁向火侧温度，冲刷水冷壁管时产生的温差应力，冷热交替是产生热疲劳裂纹的直接原因。
6结论
根据试验检测结果，认为#1炉水冷壁管泄漏的直接原因为：吹灰器吹灰过程中蒸汽带水和吹灰后冷凝水共同作用，导致水冷壁鳍片产生了热疲劳裂纹，裂纹扩展至水冷壁管致使其失效。
7解决措施
1）在保证锅炉不挂焦情况下，合理调整炉膛吹灰时间和吹灰频次、吹灰蒸汽压力。
2）加强吹灰过程管理，吹灰前应充分疏水，合理设置启吹孔方向、启吹点（检修中调整），控制保证凝结水不被吹到管表面，造成管子表面吹损或温度急剧冷却，发生温度急剧交变，产生热应力，造成热疲劳。
3）检修中对吹灰器附近产生了裂纹的管子消除裂纹，若壁厚不满足要求应处理。
4）检修中对产生裂纹的套筒进行更换。防止凝结水渗到管子上。
5）重点关注炉膛噪音，尤其是噪音升高（不到报警值），补水量略升时，要分析原因，防止事态扩大。
参考文献
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[3]李勇军.电站锅炉水冷壁管疲劳裂纹的分析与解决措施.中国特种设备安全 2015-04-30.
[4]李彦林.锅炉热管失效分析及预防.北京：中国电力出版社，2007.
论文作者:王迪
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/2
标签：水冷论文; 裂纹论文; 锅炉论文; 炉膛论文; 疲劳论文; 管壁论文; 珠光体论文; 《防护工程》2019年11期论文;